高考特訓(xùn)13離子交換膜鋰電池1.(2024·南京·鹽城二模)“太陽水”電池裝置如圖所示，該電池由三個電極組成，其中a為TiO2電極，b為Pt電極，c為WO3電極，電解質(zhì)溶液為pH＝3的Li2SO4-H2SO4溶液。鋰離子交換膜將電池分為A、B兩個區(qū)，A區(qū)與大氣相通，B區(qū)為封閉體系并有N2保護(hù)。下列關(guān)于該電池的說法錯誤的是()A.若用導(dǎo)線連接a、c，則a為負(fù)極，該電極附近pH減小B.若用導(dǎo)線連接a、c，則c極的電極反應(yīng)式為HxWO3－xe－=WO3＋xH＋C.若用導(dǎo)線先連接a、c，再連接b、c，可實現(xiàn)太陽能向電能轉(zhuǎn)化D.若用導(dǎo)線連接b、c，b極的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O2.隔膜電解法制備K2FeO4的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.電解時，電能主要轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.隔膜為陽離子交換膜C.Fe電極的反應(yīng)式為Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OD.該方法中KOH可以循環(huán)使用，無需另外補充3.某濃差電池的原理如圖所示，可用該電池從濃縮海水中提取LiCl溶液。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()A.該裝置可在提取LiCl溶液的同時獲得電能B.電子由Y極通過外電路移向X極C.正極發(fā)生的反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑D.Y極每生成22.4LCl2，有2molLi＋從b區(qū)移至a區(qū)4.(2023·南通通州4月模擬)熱電池是一種需要達(dá)到一定溫度才能工作的電池。一種熱電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電池工作時需用引燃劑引發(fā)Fe和KClO4的反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量會使LiCl、KCl熔化，電池開始工作。電池放電后有Li7Si3、Fe和Li2S生成。下列說法正確的是()A.該熱電池常溫下不能工作的原因是LiCl、KCl常溫下不含離子B.Fe和KClO4反應(yīng)后的產(chǎn)物可能是KCl、FeCl3和O2C.放電時Li13Si4電極上所發(fā)生反應(yīng)為3Li13Si4＋11e－=4Li7Si3＋11Li＋D.電路上每轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗FeS2的物質(zhì)的量為0.25mol5.近年來電化學(xué)還原二氧化碳的課題吸引了大批研究者的關(guān)注，其中將雙極膜應(yīng)用于二氧化碳制備甲醇過程中的電解原理如圖所示。已知：雙極膜由陽離子交換膜和陰離子交換膜構(gòu)成，在直流電場的作用下，雙極膜間H2O解離成H＋和OH－，并向兩極遷移。下列說法錯誤的是()A.a膜為陰離子交換膜B.電解過程中KOH溶液的濃度逐漸降低C.催化電極上的電極反應(yīng)式為CO2＋6HCOeq\o\al(－,3)＋6e－=CH3OH＋6COeq\o\al(2－,3)＋H2OD.雙極膜內(nèi)每消耗18g水，理論上石墨電極上產(chǎn)生11.2LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)6.(2024·南師附中)鋰-硫電池因成本低、比能量高被寄予厚望。一種鋰-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，硫電極采用柔性聚丙烯-石墨烯-硫復(fù)合材料。工作時，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：eq\f(1,2)S8＋e－=eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)，eq\f(1,2)Seq\o\al(2－,8)＋e－=Seq\o\al(2－,4)，2Li＋＋eq\f(x,4)Seq\o\al(2－,4)＋2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,4)))e－=Li2Sx。下列說法正確的是()A.充電時，Li＋從b電極向a電極遷移B.放電時，外電路電子流動的方向是a電極→b電極C.放電時正極反應(yīng)為2Li＋＋eq\f(x,8)S8－2e－=Li2SxD.石墨烯的作用是增強硫電極導(dǎo)電性能7.(2022·揚州中學(xué))科研人員借助太陽能，將H2S轉(zhuǎn)化為可再利用的S和H2的工作原理如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.該電池能實現(xiàn)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.a電極的電極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑C.光照后，b電極的電極反應(yīng)：H2S－2e－=2H＋＋SD.a電極區(qū)溶液的pH不變8.(2022·蘇州期末)利用電解原理制備Ca(H2PO4)2的裝置如圖所示(M、N均為惰性電極)。下列說法正確的是()A.M極與電源負(fù)極相連B.常溫下，電解后N極附近溶液pH減小C.膜a、膜c均為陰離子交換膜，膜b為陽離子交換膜D.電解時可獲得副產(chǎn)物NaOH、H2、Cl29.最近我國科學(xué)家以CO2與辛胺為原料實現(xiàn)了甲酸鹽和辛腈的高選擇性合成，該合成的原理如圖所示。下列說法正確的是()A.Ni2P電極與電源負(fù)極相連B.In/In2O3－x電極上可能有副產(chǎn)物O2生成C.離子交換膜為陽離子選擇性交換膜D.Ni2P電極上發(fā)生的反應(yīng)為CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－=CH3(CH2)6CN＋4H2O10.一種新型鎂硫電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.使用堿性電解質(zhì)水溶液B.放電時，正極反應(yīng)包括：3Mg2＋＋MgS8－6e－=4MgS2C.使用的隔膜是陽離子交換膜D.充電時，電子從Mg電極流出11.一種鋰電池的工作原理如圖所示，正極反應(yīng)液可以在正極區(qū)和氧化罐間循環(huán)流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以將Fe2＋氧化，自身被還原為SOeq\o\al(2－,4)。下列關(guān)于該電池的說法正確的是()A.電池放電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.放電時Li＋由正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)C.放電時的負(fù)極反應(yīng)為Fe3＋＋e－=Fe2＋D.氧化罐中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋S2Oeq\o\al(2－,8)=2Fe3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)12.鋰-空氣電池的工作原理如圖所示。其中多孔電極材料選用納米多孔金時，該電池表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。電池反應(yīng)為2Li＋O2=Li2O2。下列說法錯誤的是()A.該電池的電解液常用鋰鹽的有機溶液B.電池工作時，外電路中流過0.01mol電子，負(fù)極材料減重0.07gC.電池工作時，正極反應(yīng)可能經(jīng)過兩個過程：Li＋＋O2＋e－=LiO2；Li＋＋LiO2＋e－=Li2O2D.電池充電時間越長，電池中Li2O2越多13.一種電化學(xué)“大氣固碳”電池工作原理如圖所示。該電池在充電時，通過催化劑的選擇性控制，只有Li2CO3發(fā)生氧化，釋放出CO2和O2。下列說法正確的是()A.該電池放電時的正極反應(yīng)為2Li－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=Li2CO3B.該電池既可選用含水電解液，也可選用無水電解液C.充電時陽極發(fā)生的反應(yīng)為C＋2Li2CO3－4e－=3CO2↑＋4Li＋D.該電池每放、充4mol電子一次，理論上能固定1molCO214.(2024·南通三模)鋰電池的研發(fā)、使用及廢電池的回收具有重要意義。(1)比能量是指電池單位質(zhì)量(或體積)輸出的電能。鋰金屬電池放電時總反應(yīng)為Li＋MnO2=LiMnO2。下列關(guān)于鋰金屬電池說法正確的是______(填字母)。A.放電時Li作負(fù)極B.比能量高于鋅錳干電池C.可用稀硫酸作電解質(zhì)(2)鈷酸鋰(LiCoO2)、磷酸鐵鋰(L